薛峰峰

（徐州三新供電服務有限公司邳州分公司）

0 引言

電力互聯(lián)網(wǎng)是由現(xiàn)有的電力網(wǎng)絡基礎設施、人力資源和現(xiàn)場環(huán)境等多個方面構成的一種復雜的網(wǎng)絡系統(tǒng)。電力互聯(lián)網(wǎng)技術作為電力系統(tǒng)的重要組成部分，在整個電力系統(tǒng)當中發(fā)揮著至關重要的作用。通過運用傳感器和通信技術，實現(xiàn)電網(wǎng)中各個實體之間的實時互動，從而推動電力生產向智能化、高效化的方向邁進。電力互聯(lián)網(wǎng)在我國的電力系統(tǒng)中得到越來越廣泛地應用，并且取得良好成效。盡管電力互聯(lián)網(wǎng)技術的廣泛應用為人們的生活和工作帶來了諸多便利，但由于其相對較晚的發(fā)展，其應用范圍仍有待進一步拓展，因此，物聯(lián)網(wǎng)應當在發(fā)、輸、變以及配電環(huán)節(jié)的順利發(fā)展中起到至關重要的作用。

1 物聯(lián)網(wǎng)斷路器的功能

物聯(lián)網(wǎng)斷路器集成了檢測、通信和保護等多種功能，通過互聯(lián)網(wǎng)和Wi-Fi與云計算之間的無線通訊，實現(xiàn)了智能化的遠程維護、移動巡檢和空中升級等操作，同時還支持使用移動電話或其他移動終端進行有效的管理和監(jiān)測。在當前的電力配送網(wǎng)絡中，物聯(lián)網(wǎng)斷路器具備分配電能、保護線路和電源設備免受過載、欠電壓、短路和單相接地等故障的能力。物聯(lián)網(wǎng)斷路器能夠通過各種傳感器獲取環(huán)境數(shù)據(jù)并傳送給控制器。物聯(lián)網(wǎng)斷路器所具備的特質：物聯(lián)網(wǎng)斷路器在低壓配電網(wǎng)中的運用，使其具有更強的應變能力及更強的工作穩(wěn)定性。物聯(lián)網(wǎng)斷路器以斷路器為核心部件，通過一二次設備融合技術，將電力儀表、環(huán)境與火災檢測、微機保護、數(shù)據(jù)通訊傳輸?shù)榷喾N功能高度集成化，從而實現(xiàn)了監(jiān)測保護性能的全面優(yōu)化［1］。將物聯(lián)網(wǎng)斷路器和智能開關等集成在一起，進一步提升配電網(wǎng)的安全可靠性，同時優(yōu)化維修流程，從而提高其便利性和安全性。因此，為了更好地提高配電系統(tǒng)運行的安全性與可靠性，就需要對物聯(lián)網(wǎng)技術進行充分的研究應用。物聯(lián)網(wǎng)斷路器的最大特點在于其能夠實時監(jiān)測整個開關柜的工作狀態(tài)，并利用傳感器傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，構建了一個判斷斷路器是否處于良好狀態(tài)的標準；同時，通過該設備還能獲取相關人員所需要了解的信息。將所測得的數(shù)據(jù)直接上傳至資料中心，以精確計算并判斷其工作狀態(tài)，這是一種高效的方法。

2 利用物聯(lián)網(wǎng)技術構建的智能化配電網(wǎng)維護系統(tǒng)

2.1 信息管理系統(tǒng)的主站和終端設備

（1）數(shù)據(jù)存取模塊

數(shù)據(jù)的獲取、傳輸和讀取是數(shù)據(jù)訪問模塊所涵蓋的三個主要方面。數(shù)據(jù)的收集和整理，需要依賴于RFID、GPS等傳感器所采集到的信息數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理模塊基于以上模塊實現(xiàn)了數(shù)據(jù)存儲和處理。將模塊所收集到的信息通過4G和5G網(wǎng)絡傳輸至系統(tǒng)主站，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳輸。數(shù)據(jù)處理模塊負責處理上述傳輸過來的數(shù)據(jù)。運維人員運用主站系統(tǒng)，提取并記錄與設備相關的信息，隨后建立一個數(shù)據(jù)庫，記錄生產廠商和日期、歷史工況、設備名稱和型號等信息。

（2）維護終端模塊

運行維護現(xiàn)場，檢查功能模塊將接收運行人員提供的檢查結果。通過該模塊可以實現(xiàn)巡檢信息查詢和分析。該模塊的巡查功能包括自動記錄輸入點的地理位置和時間，以及對現(xiàn)場運行工程條件和缺陷進行拍照記錄等高級功能。通過掃描每個儀器獨特的二維碼，您可以同時獲取儀器的詳細數(shù)據(jù)。

（3）報告生成模塊

在傳統(tǒng)的巡檢工作中，需要人工對巡檢結果進行匯總，并將其錄入到生產調度系統(tǒng)中，既費時又費力。這個系統(tǒng)有一個標準的檢查報告格式，檢查人員可以在自己的電腦上完成檢查，然后把檢查結果發(fā)送到主站，不需要任何處理［2］。

2.2 線上監(jiān)測模塊

通過在線監(jiān)控，能夠及時發(fā)現(xiàn)設備的潛在問題，從而有效預防故障和嚴重事故的發(fā)生。介紹了一種基于單片機技術的智能變電站實時在線監(jiān)測與控制管理系統(tǒng)的設計方法。該系統(tǒng)具備可擴展的特性，可與溫度測量傳感器、輸電線路抗外力傳感器以及色譜監(jiān)控傳感器等傳感器建立連接。通過對不同類型的監(jiān)測單元進行組合，可構成各種形式的在線監(jiān)控系統(tǒng)。為了實現(xiàn)與各類在線監(jiān)控模塊相適應的一體化在線監(jiān)控裝置，必須分別安裝相應的系統(tǒng)模塊，以滿足其各自獨特的特性。

2.3 擴展整合智能輔助監(jiān)控

通過運用視頻監(jiān)控模塊，能夠對配電廠的防盜、防火等方面進行全方位的安全監(jiān)測。當出現(xiàn)火災或盜竊事件時，通過該攝像頭可及時獲取現(xiàn)場情況和相關報警信息并發(fā)送至后臺服務器中進行分析處理，從而為管理人員提供了可靠準確的數(shù)據(jù)支持。此外，該配電廠還配備了觸發(fā)警報、啟動消防系統(tǒng)等多項保護功能，以協(xié)助運維人員更加全面地了解電廠的防火防盜信息，從而可以更好地對其進行處理。在使用過程中，對智能開關要設定監(jiān)視與警報的指標，監(jiān)視的指標不得低于表1所列指標，而警報的指標不得低于表2所列指標。

表1 各級智能斷路監(jiān)控內容

表2 各級智能斷路器報警內容

3 云控平臺與大數(shù)據(jù)分析的應用

3.1 智能云控平臺在低壓配電網(wǎng)中的應用

針對我國配電網(wǎng)中數(shù)據(jù)體系的不完備性和運行條件的復雜性，我們以智能開關為核心，運用智能傳感、信息傳輸、云計算和大數(shù)據(jù)分析等先進技術，構建了一個智能化的供電云平臺系統(tǒng)，以智能開關為核心，對電網(wǎng)中各主要環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進行高效收集，以滿足電網(wǎng)中各環(huán)節(jié)的需求，從而達到精細化管理、透明化運行的目的［3］。該智能配電網(wǎng)包括了一個現(xiàn)場傳感層（設備層）、一個網(wǎng)絡層以及一個應用層，如圖1所示。

圖1 智能配電系統(tǒng)架構示例

3.2 大數(shù)據(jù)分析技術對配電網(wǎng)的運行狀態(tài)的評估

3.2.1 確立一套可用于評估運行狀態(tài)的指標體系

對于配電網(wǎng)絡的安全性能狀態(tài)評估，需要從多個角度進行考量，其中包括對其安全性能的全面評估；對電力系統(tǒng)的可靠性和電源品質的評估。

3.2.2 提取主成分指標以評估系統(tǒng)的運行狀況

目前我國電力系統(tǒng)運行狀況評價的指標體系還不完善，主要表現(xiàn)為：評價指標過多；模型的建立與算法的實施非常麻煩；但是，由于許多指標間的冗余信息，使得該體系的整體解析工作受到了一些影響。在實際的應用中，通常會采用主成分分析法，通過方差或者離差平方對各個指標的計算量進行計算，剔除重復的、相關性高的指標，將相關性低（包括大部分原始信息）的運行狀態(tài)評估的可靠性指標抽取，找出對系統(tǒng)工作狀態(tài)有影響的元件、區(qū)域以及相關的環(huán)節(jié)，從而減小評估范圍。

3.2.3 對影響主成分指標的因素挖掘

數(shù)據(jù)挖掘技術是一種從海量信息中發(fā)現(xiàn)有價值信息的技術。本課題將以多個數(shù)據(jù)來源為切入點，利用關聯(lián)分析方法，對配電網(wǎng)多個來源的數(shù)據(jù)進行深度挖掘，并提取出重要的影響因素。在此基礎上，引入了一些關鍵的影響因素，以達到更好的效果。通常，用一個可信程度來衡量一個關聯(lián)規(guī)則的存在性，可信程度愈高，關聯(lián)規(guī)則的存在性愈高。

3.2.4 人工神經網(wǎng)絡的運行狀態(tài)預報

在基于歷史數(shù)據(jù)和實時大數(shù)據(jù)的基礎上，對配電網(wǎng)的運行狀況進行預測，預測了工程項目的可行性指數(shù)。按照在長時間的運轉中，所遺留下來的運轉狀況指標，求出配電網(wǎng)的工作狀況指數(shù)，鑒于預測的復雜性，在現(xiàn)有條件下，很難建立一個精確的環(huán)境因素和環(huán)境指數(shù)之間的解析模型［4］。為此本文運用人工神經網(wǎng)絡來對系統(tǒng)運行狀態(tài)進行預報，在圖2中顯示了該流程圖。

圖2 基于人工神經網(wǎng)絡的預測流程

4 結束語

本文以多功能集成型物聯(lián)網(wǎng)開關為核心，以提高終端配電網(wǎng)的運營和管理水平為目的，構建基于多功能集成型物聯(lián)網(wǎng)開關的配電網(wǎng)智能運營體系，通過融合實時監(jiān)測和智能算法，實現(xiàn)對終端配電網(wǎng)的智能化監(jiān)控和最優(yōu)運行，增強其運營的針對性，提高其工作效率，保障其安全性和穩(wěn)定性。